type
status
date
slug
summary
tags
category
icon
password
Summary：
- 仿真器件在高低温下的特性（器件自热被很快耗散），直接在Physics中设置晶格温度，不需要定义热边界条件，Temperature必须定义在Global中
- 当考虑器件自热，在physics中定义Thermodynamic，在solve中耦合Temperature
- 当考虑热载流子效应（载流子运动剧烈），在physics中定义Hydrodynamic，在solve中耦合eTemperature 、hTemperature
Basics基础知识
热容（温度每变化1K所吸收、放出的热量）
瞬态项：
表达式：
热导率（反应物质的热传导能力）
导热项：
表达式：
热电功率（塞贝克系数）， 两种不同的半导体或导体连接构成闭合回路，两节点处存在温度梯度时回路中会存在直流电流，产生该电流的电动势称为温差电动势：theta=P△T， P为热电功率
材料界面处存在珀尔帖效应，两种不同的报道提材料连接构成闭合回路，通入电流后在接头处存在吸热或放热现象
Basics-2
功耗P(W)
温差△T=T2-T1 (℃)
热阻 Rth=△T/P (℃/W)
热容 C=WCp (cal/℃)
TJ: 芯片结温
TC: 芯片封装壳表面温度
TA: 芯片周围空气温度
θJA: 硅结到周围空气的热阻系数（℃/W）
θJC: 硅结到封装表面的热阻系数（℃/W）
估算： =θJA*Ploss+TA
测试： =θJC*Ploss+TC
sot23-6 θJA=200℃/W θJC=130℃/W
热边界条件
要解决晶格温度，必须指定一个热边界条件
温度方程
温度方程的求解可以得到器件内部的温度方程
- Sentaurus Device 可计算三种不同的温度
- 晶格温度（Temperature）——描述了器件的自热效应
- 电子温度（eTemperature）
- 空穴温度（hTemperature）
通常电场比较弱时电子、空穴温度和晶格温度是相等的；
当电场很强时，电子运动剧烈程度可能会超过电子空穴的平衡状态，→热载流子
eTemperature、hTemperature是描述电子、空穴运动剧烈程度的度量
- T,Tn,Tp可以选择不同的温度方程计算
- 均匀热模型 → 晶格温度保持均匀恒定
- 晶格耦合求解 → 晶格温度分布不均匀
- 热力学模型 → 晶格温度分布不均匀
- 流体力学模型 → 晶格温度分布不均匀
等温模拟
器件产生的热量很快被耗散
仿真器件在高低温下的特性
对于散热良好的温度均匀的器件：无需求解温度方程
不需要在Coupled中定义关键词Temperature，即不需要耦合求解晶格温度
晶格温度的默认模型
适用范围：非均匀的耦合计算晶格温度，计算漂移扩散模型时耦合了温度T
只考虑载流子输运对热的影响，不考虑热对载流子输运影响
需要在Coupled中指定关键字Temperature, 不必在Physics中指定模型
热力学模型(Thermodynamic)：考虑自热
适用范围：热力学模型下非均匀晶格温度的计算
考虑载流子输运和晶格温度的相互耦合
描述器件与外界低热交换，器件自热
流体力学模型(Hydrodynamic)：考虑载流子温度
适用范围：小尺寸、异质结等热载流子效应显著的器件